Геологические процессы и создаваемые ими формы рельефа

Выветривание

Выветривание – это процесс изменения горных пород любого состава и структуры, который происходит в поверхностных условиях под совокупным действием физических, химических и биохимических процессов. Под действием этих процессов горные породы и слагающие их минералы в приповерхностной части земной коры преобразовываются. Процессы выветривания играют исключительную роль в образовании осадочного материала и предшествуют возникновению подавляющего большинства осадочных горных пород.

В зависимости от преобладания того или иного физико-географического и физико-химического фактора выделяют два взаимосвязанных типа выветривания: физическое и химическое (биохимическое).

Физическое выветривание

В этом типе выветривания особенно большое значение имеет температурный фактор, кристаллизация воды и солей и в меньшей степени биологический фактор. Температурный фактор вызывает изменение объема составных частей породы. В других случаях горные породы разрушаются механическим воздействием кристаллов, растениями и роющими животными.

Температурное выветривание. В результате суточных и сезонных колебаний температур, которые приводят то к нагреванию, то к охлаждению поверхности горных пород, и из-за разного коэффициента теплового расширения и сжатия, а также теплопроводности минералов, слагающих горные породы, между минералами возникают определенные напряжения и начинают нарушаться силы сцепления.

На интенсивность температурного выветривания влияют цвет горных пород и размеры слагающих ее минеральных зерен. Процесс температурного выветривания, который вызывает механическую дезинтеграцию горных пород, наиболее интенсивно протекает в областях с резкими контрастами температур, сухостью воздуха и слабым развитием или полным отсутствием растительности.

Механическое выветривание. Особенно сильным разрушающим фактором при механическом выветривании оказывается замерзающая вода. Вода проникает в трещины и в поры и при наступлении отрицательных температур замерзает. При этом она увеличивается в объеме почти на 10 % и оказывает огромное давление на стенки трещин. Такая сила преодолевает силу сцепления зерен, слагающих горные породы, и они покрываются трещинами. Под действием замерзающей воды легко раскалываются трещиноватые и пористые породы. Процессы, связанные с воздействием периодически замерзающей воды, называют морозным выветриванием. Оно происходит в районах с суровым климатом - в полярных областях и в высокогорье.

Сильное механическое воздействие на толщи горных пород оказывают корневая система деревьев, трав, мха и лишайников, а также роющие животные. Механическое воздействие на коренные породы оказывают муравьи, земляные черви, грызуны, а также норные животные.

Химическое выветривание

 

Основную роль в химическом выветривании играет влага, особенно насыщенная газами и химическими соединениями, под действием которых начинают видоизменяться физико-химические особенности пород, Главными факторами химического выветривания являются вода, кислород, углекислота и органические кислоты. Под их влиянием существенно изменяются структура и вещественный состав горных пород и образуются новые минералы, которые оказываются устойчивыми в поверхностных или гипергенных условиях. В химическом выветривании принимают участие и органические кислоты, выделяемые растительностью и микроорганизмами.

Важнейшим фактором химического и биохимического выветривания является вода, которая не только растворяет химические элементы и соединения, находящиеся в горной породе, но и обусловливает миграцию наиболее подвижных химических соединений.

 

Биохимическое выветривание

Биохимическое воздействие на горные породы начинается с момента первого появления на скальных породах микроорганизмов, лишайников и мхов. В результате механического действия и от выделяющихся в процессе их жизнедеятельности веществ на поверхности породы появляются трещины и углубления, которые заполняются после их отмирания сухим органическим веществом. Оно служит основой для жизнедеятельности высших растений, которые в последующем заполняют эти места.

Роль организмов в выветривании заключается в том, что они и процессе своего роста извлекают из породы необходимые для своей жизнедеятельности элементы, но одновременно своими корнями разрушают саму породу. К числу биогенных элементов относятся I, S, К, Са, Mg, Na, Sr, В, Fe, Si. Кроме того, роль биохимического выветривания состоит в том, что часть организмов в процессе своей деятельности создают кислую среду, выделяя органические кислоты, под действием которых ускоряется процесс выветривания.